选择性吸附提锂材料的研究进展

锂及其化合物既是一种绿色能源材料也是重要的战略物资。其在相关产业领域具有重要应用且需求量一直保持较高速度增长。海水、盐湖卤水中蕴藏着储量巨大的锂矿资源,为了满足强劲的市场需求,从海水、盐湖卤水中分离提取锂资源具有重要的经济价值与战略意义。由于卤水中锂离子浓度低、成分复杂、盐湖卤水还具有高镁锂比特点,选择性分离提取锂资源显得至关重要。本文以锰系离子筛、钛系离子筛、有机冠醚及其衍生物等选择性吸附单元为出发点,分别分析了各自的结构特点及吸附提锂机制,对基于锰系、钛系和有机冠醚及其衍生物的复合提锂吸附材料的制备方法等方面进行了综述。对基于以上选择性吸附单元的复合吸附材料制备研究现状进行了总结,指出了仍然存在的问题,对今后选择性吸附材料的制备及应用进行了展望。     

离子筛型锂吸附剂吸附法从盐湖卤水/海水中提锂的研究进展

金属锂及其化合物广泛应用于各个领域,其需求与日俱增,是一种重要的战略资源。传统的从矿石中提锂步骤繁琐、能耗大,且资源量日益减少,因此,从液态锂源如盐湖卤水、海水中提取锂资源具有十分重要的意义。相关研究者对液态提锂的方法也进行了积极的探索研究,而离子筛型锂吸附剂以其绿色而高效的优势,引起了众多学者的关注,成为目前最有发展潜力的液态提锂方法之一。本文对离子筛型锂吸附剂进行了分类,综述了锰系氧化物、钛系氧化物以及掺杂型离子筛这3种典型锂离子筛型吸附剂的吸附机理、制备方法、吸附性能等方面的研究进展,分析比较了各自的优缺点,并指出离子筛型吸附剂目前存在的问题,最后对离子筛型锂吸附剂的改进及应用进行了展望。     

面向盐湖卤水和海水的锂资源膜法提锂现状与进展

综述了盐湖卤水和海水锂资源提锂研究现状,尤其讨论了沉淀法、萃取法、蒸发结晶法、吸附法以及新兴的膜分离技术等盐湖卤水锂资源提锂方法,以及锂离子筛吸附剂海水提锂法,重点讨论了高镁锂比盐湖卤水的电渗析、纳滤、膜蒸馏等研究进展,提出了高镁锂比盐湖卤水开发思路。     

锂离子筛前驱体制备方法的研究进展

金属锂及其化合物在能源和新材料方面具有良好的应用前景.21世纪,盐湖卤水提锂将成为锂盐生产的新方向.锰氧化物和钛氧化物可以作为锂离子筛直接从盐湖卤水和海水中提取锂,是最具发展前途的绿色锂离子吸附剂.详细介绍了作为锂离子筛前驱体的锂锰氧化物和锂钛氧化物的制备方法,包括固相烧结法和液相反应法等.同时,评述了各种方法的优劣,比较了不同锂离子筛的性能,并指出多种方法相结合并注重掺杂改性是提高锂离子筛吸附性能的有效途径.     

钛系锂离子筛用于盐湖提锂的研究进展

随着新能源行业在世界范围内的快速发展,金属锂因其能量密度高等优势被广泛应用,从蕴含大量锂资源的盐湖卤水中提锂是获取锂资源的重要方向。盐湖提锂的方法主要有碳化法、沉淀法、离子筛吸附法、电化学辅助法等。离子筛吸附法适合从浓度低的液相中选择性回收锂,其中钛系锂离子筛因其稳定性强、吸附容量大而成为吸附法的研究热点。本文以钛系锂离子筛技术为立足点,对全球锂资源分布现状、钛系锂离子筛提锂机理进行了分析,综述了目前钛氧化物锂离子筛的合成方法、成型方法、现存的问题等,为后续开发新型钛系锂离子筛,提高饱和吸附容量等方面提供参考。     

电化学提锂技术中电极材料和电极体系的研究进展

锂及其化合物具有广泛的应用前景,锂资源需求越来越大,因此,开发能实现高储量、低品位的（浓）海水/卤水锂资源高效提取的方法具有重要意义。近年来,电化学提锂技术因其高选择性、低能耗和环境友好等特点而成为研究热点。本文针对电化学提锂技术中锂吸附电极材料的选择/制备和电极体系构建两方面的研究进展进行了归纳分析。在锂吸附电极材料的选择/制备上,基于高锂离子选择性的LiFePO₄、LiMn₂O₄和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电极被逐渐开发应用。在电极体系构建上,与具有阴离子可逆交换性能的AgCl、ZnCl₂和聚吡咯对电极所构成的电极体系可避免副反应发生,能耗较低;不含其他对电极材料的“摇椅式”结构电极体系可降低电极成本,提高提锂效率。此外,指出了目前电化学提锂技术尚存在的不足,未来可从电极材料制备、提锂过程优化、装备设计三方面进行研究,以推进电化学提锂技术的发展与应用。     

膜特征对锂资源提取过程的影响

可再生能源领域的发展吸引了众多学者对锂电池行业的关注,高效绿色提锂技术成为研究的重点。膜分离技术由于在连续操作中具有操作方便、运行易控、耗能低等特点在锂资源提取中展现出广阔的应用前景。本文基于锂资源提取的膜分离技术,归纳并讨论膜孔和膜表面特征对锂离子分离的影响。文章指出,离子在膜孔中的传输是其分离的基础,离子尺寸和离子在膜孔中传输形态影响其传输速率。膜孔的尺寸和形态是影响锂离子分离的关键因素,不同尺寸、形态和膜孔内电荷在分离过程中表现出不同的分离效果。基于膜表面特征,文章概括了现有荷正电膜、荷负电膜及表面亲疏水性在锂离子分离中的性能差异。最后,文章探究了膜分离技术在锂资源提取中存在的挑战和机遇,推进膜分离技术在锂资源提取方向的理论研究和实际应用。     

日本开发出海水高效提锂技术

日本原子能研究开发机构近日宣布，其研究小组开发出了一种从海水中高效提取锂的技术，这将会帮助缺乏锂资源的日本今后以较低成本从海水中获得锂。该海水中提取锂装置是一个边长约7cm的立方体，内部被只能通过锂离子的特殊膜分为两部分，一部分用来放海水，另一部分加入盐酸。这两个部分分别安装上电极，并用导线连接，当导线中有电流通过时，海水中的锂就会透过膜移动到另一边有盐酸的部分。锂在盐酸中溶解后，再加人碳酸钠就很容易形成沉淀，最后对其进行分离。利用这种装置进行实验时，30d后能从约25L海水中提取约1．8mg锂，提取率达到50％以上。     

钛系锂离子筛盐湖提锂的研究进展

随着新能源行业的迅速发展,带动了锂需求量的显著增长,锂提取技术近年来受到广泛关注。中国是盐湖锂资源大国,盐湖锂储量约占全国锂总储量的78%。但是,中国的盐湖锂资源镁含量高,不易分离提取高纯度锂工业产品;因此,研究开发盐湖提锂技术,具有非常重要的应用价值。在众多的盐湖提锂技术当中,锂离子筛吸附提锂,因其选择性好,对镁的分离效果好,适用于镁锂比高的盐湖卤水体系,这对解决盐湖提锂问题有重要指导意义。选择近年来发展比较热的钛系锂离子筛,从提锂机理、制备方法和应用等方面的研究对钛系离子筛进行一个综述,最后对钛系离子筛的未来研究方向进行展望。     

铝盐吸附剂盐湖卤水提锂的研究现状及展望

随着金属锂及其化合物在材料、新能源等诸多领域的广泛应用,其需求量越来越大,传统的锂矿石提锂已不能满足市场的需求。中国是一个盐湖卤水锂资源非常丰富的国家,因此如何开发盐湖卤水锂资源就变得越来越重要。铝盐吸附剂对锂离子选择性高,吸附容量大且对环境友好,吸附法被认为是目前最具工业应用前景的盐湖卤水提锂方法。重点介绍了中国盐湖卤水锂资源的情况以及铝盐吸附剂盐湖卤水提锂的吸附机理、制备方法、研究进展以及存在的问题。最后指出造粒成膜技术是铝盐吸附剂工业化亟需解决的关键问题,并对中国盐湖卤水锂资源的开发提出了建议。     

我国盐湖锂资源分离提取进展

锂及其化合物是国民经济和国防建设的重要战略资源，在储能电池、精细化工、原子能热核聚变等领域有着重要应用。中国是锂资源消耗与生产大国，但我国锂消费量对外依存度达70%以上，同时我国锂资源主要储存在西部地区的盐湖卤水中，低锂浓度、高镁锂比的问题提升了盐湖提锂的难度。针对我国盐湖提锂现存的问题，本文系统总结了盐湖锂资源分离提取常见的传统方法，并重点阐述了新型膜分离材料及新型膜分离过程在盐湖卤水高效提锂方面的重要进展，特别是我国科研工作者在盐湖提锂应用中所取得的最新成果。     

支撑国家新能源战略发展的锂资源开发

锂作为支撑新能源战略发展的核心元素,其开发与供给与国民经济息息相关。在“双碳”目标下,中国对锂及其化合物的需求急速上涨,是全球最大的锂消费国,对外依存度高。世界范围内锂资源主要赋存于矿石和盐湖卤水中,是当今国内外锂资源开发的重中之重;随着循环理念与技术的发展,城市矿山中二次锂资源的开发将彰显巨大潜力。总结了从硬岩锂矿、盐湖卤水、退役锂电池中提锂的工业方法及新技术研究进展。其中,硬岩矿提锂工艺的发展方向是低耗减碳;卤水提锂技术应因地制宜、一湖一策,多元分离技术组合应成为未来锂工程建设的最佳选择;重视退役锂电池材料再制备技术研究,可以大大降低锂电发展对自然资源的依赖,是新能源战略可持续发展不可或缺的一环。     

含锂母液综合利用工艺研究

工业级碳酸锂经碳化、重结晶可制得生产锂离子电池所需关键原材料高纯碳酸锂。为保证高纯碳酸锂的产品质量,生产企业每生产1 t高纯碳酸锂外排母液含锂50~80 kg,如何合理地回收利用此部分锂资源,是目前锂行业研究的重点。结合锂化合物的溶解度、用途及附加值,以高纯碳酸锂母液中的锂为原料,研究开发了一种利用含锂母液生产高附加值磷酸锂的制备工艺。结果表明,所得磷酸锂产品符合YS/T 637-2007《彩色荧光粉用磷酸锂》指标要求。     

盐湖锂资源高效分离提取技术研究进展

锂资源是国家重要战略资源,其广泛应用于新能源汽车、电子产品、储能等诸多领域。中国锂资源储量丰富,其中盐湖卤水锂资源主要分布在青海与西藏地区,但受制于盐湖卤水自身品位较低、锂盐提取效率低下以及生产能力有限等因素,未能得到有效开发,使得对国外锂产品产生了严重的依赖。因此,为保障中国锂资源持续安全供应,着力突破盐湖提锂技术,探索出更为绿色、高效且低成本的提取技术对盐湖卤水锂资源的利用具有重要意义。系统地介绍了盐湖锂资源概况、盐湖卤水特点以及锂资源高效分离提取的最新研究进展,最后对锂资源分离提取技术的研究重点做出了展望。     

盐湖锂资源开发利用与研究进展

锂具有许多重要的特性而被广泛应用,尤其在新能源（锂电池）领域占有无法替代的地位。本文介绍了锂资源的概况和我国近几年开发的提锂方法,论述了提锂工艺及锂业开发进展。     

矿石资源中锂的提取与回收研究进展

近年来锂的开发随着新型能源的大规模应用得到快速发展。锂矿石是提取锂产品的主要来源之一,矿石提锂高效清洁工艺开发与资源综合利用是该领域发展的必然趋势。在分析锂矿石组成及结构特点的基础上,对酸法、碱法、盐法等典型提锂工艺进行了综述,重点讨论了锂生产过程中存在的环境污染及资源综合利用问题。酸法提锂工艺中锂回收率高,但酸性浸出液成分复杂,纯化步骤流程长,含氟矿石产生含氟气体污染环境。碱法和盐法工艺选择性好,但锂回收率较低、成本高、渣量大。除此以外,其他方法都存在明显的优缺点,如高温氯化法回收率高,渣的利用具有一定优势,但设备腐蚀严重。因此,矿石提锂新工艺的开发重点在于减少废渣的产出,并实现伴生资源的综合回收。     

掺钴镍酸锂正极材料的研究进展

锂离子电池正极材料钴酸锂的价格昂贵,原料有限,污染性大,有毒性,以及其过充不安全性决定了它不可能在大容量和大功率电池中得到应用.掺钴镍酸锂材料具有较高的比容量,较低的成本,以及对环境无污染等优点成为替代锂离子电池正极材料钴酸锂的理想材料.综述了掺钴镍酸锂材料作为锂离子电池正极材料的制备方法、存在的问题以及解决的思路.同时对该正极材料的未来发展趋势做出了简要的预测.     

Adsorption of lithium ions on lithium-aluminum hydroxides: Equilibrium and kinetics

The rapid development of rechargeable lithium batteries has promoted the demand of primary lithium products obtained from lithium-bearing resources, especially salt lakes. Layered lithium-aluminum hydroxides connecting with ion exchange resin were used for the adsorption of lithium ions from aqueous resources. Batch experiments were conducted to determine the effects of pH, initial lithium concentration, and contact time on lithium adsorption. The optimal conditions for lithium adsorption were found to be pH = 7, and the equilibrium time is approximately 600 minutes. The selectivity experiment indicated that the adsorbent showed selectivity toward lithium ion, so the adsorbent could be used in the separation of lithium ion with other metal ions, especially the divalent magnesium ions. The experiment showed that the existence of the magnesium chloride enhanced the lithium adsorption onto the adsorbent greatly. The kinetic data were analyzed by several kinetic models, and the best result was achieved with a pseudo-second-order model. The commonly used adsorption isotherms were used to fit the experimental data by nonlinear regression. Both Langmuir and Temkin isotherm models could describe the isotherm well. The thermodynamic parameters (ΔG, ΔS, and ΔH) were also calculated subsequently and the results showed the lithium adsorption process is exothermic with the decrease of randomness. Breakthrough curves demonstrated the cyclic stability of the adsorbent and the influence of the feed flow rate. Lithium ions were effectively adsorbed from the aqueous solution by the adsorbent, demonstrating its feasibility for lithium recovery and providing the fundamental data for further column design.     

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池的应用领域日益广泛,而正极材料是锂离子电池的重要组成部分,本文介绍了锂离子电池的工作原理,综述了锂离子电池正极材料方面的研究成果.